KR19980051522A - 하프톤 위상반전마스크의 투과율 측정방법 - Google Patents

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KR19980051522A
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이일호
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김영환
현대전자산업 주식회사
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Abstract

본 발명은 하프톤 위상반전마스크의 투과율 측정방법에 관한 것으로, 감광막의 일정 부분을 노광시키는 블라인더만을(마스크 없이) 이용하여 노광에너지를 연속적으로 증가시키며 문턱에너지를 검출하고, 하프톤 위상반전 마스크와 감광막의 일정부분을 노광시키는 블라인더를 이용하여 노광에너지를 연속적으로 증가시켜 문턱에너지를 검출한 다음, 상기 문턱에너지들을 이용하여 별도의 추가장비 없이 실제적인 투과율을 정확하게 측정하여 생산단가를 절감함으로써 반도체 소자의 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

하프톤 위상반전마스크의 투과율 측정방법
본 발명은 하프톤 위상반전마스크의 투과율 측정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 소자의 리소그래피 공정에 있어 감광막의 문턱에너지 측정방법을 이용하여 마스크패턴 형성 전후의 실제적인 하프톤 위상반전마스크의 투과율 변동차를 측정하는 기술에 관한 것이다.
일반적으로, 위상반전마스크(Phase Shift Mask)는 투과하는 광에 위상차를 줌으로써 투과광 상호간의 간섭을 이용하여 해상도의 향상시키는 방법으로, 특히 하프톤 위상반전 마스크(Half Tone Phase Shift Mask)는 패턴형성 공정에 널리 사용되고 있다.
상기 하프톤 위상반전 마스크는 빛을 가려주는 영역의 투과율이 4∼10%이고, 위상이 180°을 가지는 마스크로서 패턴의 공정 마진을 향상시킨다.
도 1은 종래의 하프톤 위상반전마스크의 투과율 측정방법을 도시한 개략구성도이다.
먼저, 램프로부터 일정 대역폭을 갖는 광선(12)이 검광기(10a)를 통해 하프톤 위상반전 마스크(14)로 수직 입사되고 투과된 광선(12)이 다시 검광기(10b)로 입사된다.
이때, 각 검광기(10a,10b)에서 측정된 에너지를 이용하여 투과율을 구하게 된다.
여기서, 상기 투과율은(검광기(10b)에서의 에너지)/(검광기(10a)에서의 에너지)이다.
그런데, 상기와 같은 하프톤 위상반전 마스크의 투과율 측정방법은 투과율을 측정하기 위한 측정장비가 필수적으로 필요하며, 특히 마스크에 사용되는 노광장비의 광선과 측정장치에 사용되는 광선의 대역폭이 달라 실질적인 투과율을 측정하기가 쉽지 않았다.
또한, 종래의 투과율 측정방법은 마스크패턴의 형성전에 측정하므로 마스크패턴 형성후의 실제 투과율을 측정할 수 없었고, 투과율을 측정하기 위해 별도의 추가장비를 사용해야 하므로 그에 따른 추가비용이 소요되는 문제점이 있다.
이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로 감광막이 도포된 반도체 기판에 마스크 없이 광을 투과시켜 제 1노광에너지를 검출하고, 하프톤 위상반전 마스크를 이용하여 패턴이 없는 영역을 노광한 다음 제 2노광에너지를 검출하여 제 1및 제 2노광에너지를 이용한 실제적인 투과율을 측정하는 하프톤 위상반전마스크의 투과율 측정방법을 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 종래 하프톤 위상반전 마스크의 투과율 측정방법을 도시한 개략구성도
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일실시예에 따른 하프톤 위상반전 마스크의 투과율 측정방법을 도시한 공정단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10a,10b : 검광기 12 : 광선
14,34 : 위상반전 마스크 20,30 : 반도체 기판
22,32 : 감광막 26,36 : 블라인더
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 하프톤 위상반전마스크의 투과율 측정방법은 반도체 기판 상부에 제 1감광막을 형성하는 공정과, 상기 제 1감광막의 일정 부분을 노광시키는 블라인더만을 이용하여 상기 제1감광막을 연속적인 노광에너지로 노광 및 현상하여 패터닝하되, 상기 노광에너지의 제 1문턱에너지를 측정하는 공정과, 다른 반도체 기판 상부에 제 2감광막을 형성하는 공정과, 상기 제 2감광막의 일정 부분을 노광시키는 블라인더와 하프톤 위상반전 마스크의 패턴이 없는 하프톤 영역을 이용하여 상기 제 2감광막을 연속적인 노광에너지로 노광 및 현상하여 패터닝하되, 상기 노광에너지의 제 2문턱에너지를 측정하는 공정과, 상기 제 1문턱에너지와 제 2문턱에너지를 이용하여 투과율을 측정하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 하프톤 위상반전마스크의 투과율 측정방법에 대하여 상세히 설명을 하기로 한다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 하프톤 위상반전마스크의 투과율 측정방법을 도시한 공정단면도이다.
먼저, 반도체 기판(20) 상부에 일정 두께의 네가티브(Negative) 또는 포지티브(Positive) 감광막(22)을 도포한 다음, 블라인더(26)만을 통해 램프로부터 조사되는 광에 의해 일정 크기의 패턴에 연속적인 노광에너지를 증가시키면서 노광 및 현상공정을 거쳐 상기 감광막(22)을 패터닝한다.
이때, 상기 감광막(22)이 패터닝되는 경우의 노광에너지가 투과율 100%에 대한 문턱에너지(Eth a)가 된다.
여기서, 문턱에너지(Eth a)는 포지티브 감광막이 현상액에 의해 제거되기 위해 필요한 최소의 노광에너지를 말한다.(도 2a 내지 도 2b 참조)
다음, 다른 반도체 기판(30) 상부에 일정 두께의 네가티브(Negative) 또는 포지티브(Positive) 감광막(32)을 도포한 다음, 하프톤 위상반전 마스크(34)를 형성하고 광이 차단되고 패턴이 없는 영역을 블라인더(36)로 가려서 일정 크기의 패턴에 연속적인 노광에너지를 증가시키면서 노광 및 현상 공정으로 상기 감광막(32)을 패터닝한다.
상기 하프톤 위상반전 마스크(34)은 자외선, 원자외선, 초자외선을 광원으로 하는 리소그래피 공정에 이용될 수 있다.
이때, 상기 감광막(32)이 패터닝되는 경우에 대응하는 노광에너지가 투과율 4∼10%에 대한 문턱에너지(Eth b)가 된다.
따라서, 최종 투과율은(문턱에너지(Eth a))/(문턱에너지(Eth b))의 식으로부터 실제적인 최종투과율을 정확하게 측정할 수 있게 된다.(도 2c 및 도 2d 참조)
상기한 바와같이 본 발명의 하프톤 위상반전마스크의 투과율 측정방법은 감광막의 일정 부분을 노광시키는 블라인더를 이용하여 노광에너지를 연속적으로 증가시키며 문턱에너지를 검출하고, 하프톤 위상반전 마스크와 감광막의 일정부분을 노광시키는 블라인더를 이용하여 노광에너지를 연속적으로 증가시켜 문턱에너지를 검출한 다음, 상기 문턱에너지들을 이용하여 실제적인 투과율을 측정하여 별도의 추가장비 없이 정확한 투과율을 측정하여 생산단가를 절감함으로써 반도체 소자의 생산성을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 투과율이 스펙아웃(spec out, 규정에서 벗어난)된 하프톤 위상반전마스크의 실제공정 투입을 미연에 방지함으로써 공정의 안정화를 기할 수 있다.

Claims (4)

  1. 반도체 기판 상부에 제 1감광막을 형성하는 공정과, 상기 제 1감광막의 일정 부분을 노광시키는 블라인더만을 이용하여 상기 제1감광막을 연속적인 노광에너지로 노광 및 현상하여 패터닝하되, 상기 노광에너지의 제 1문턱에너지를 측정하는 공정과, 다른 반도체 기판 상부에 제 2감광막을 형성하는 공정과, 상기 제 2감광막의 일정 부분을 노광시키는 블라인더와 하프톤 위상반전 마스크의 패턴이 없는 하프톤 영역을 이용하여 상기 제 2감광막을 연속적인 노광에너지로 노광 및 현상하여 패터닝하되, 상기 노광에너지의 제 2문턱에너지를 측정하는 공정과, 상기 제 1문턱에너지와 제 2문턱에너지를 이용하여 투과율을 측정하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 하프톤 위상반전마스크의 투과율 측정방법.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 감광막은 포지티브 또는 네가티브 감광막으로 형성된 것을 특징으로 하는 하프톤 위상반전마스크의 투과율 측정방법.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 하프톤 위상반전 마스크는 자외선, 원자외선, 초자외선을 광원으로 하는 리소그래피 공정에 사용되는 것을 특징으로 하는 하프톤 위상반전마스크의 투과율 측정방법.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 측정방법은 하프톤 이외의 위상반전마스크의 실제 투과율을 측정시에 사용하는 것을 특징으로 하는 하프톤 위상반전마스크의 투과율 측정방법.
KR1019960070424A 1996-12-23 1996-12-23 하프톤 위상반전마스크의 투과율 측정방법 KR19980051522A (ko)

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